CP v2

Tag: HKUST

  • Robotas įgijo lytėjimo pojūtį: DI valdoma oda gali iš esmės pakeisti mašinas

    Robotas įgijo lytėjimo pojūtį: DI valdoma oda gali iš esmės pakeisti mašinas

    Honkongo mokslo ir technologijų universitetas (HKUST) pranešė sukūręs robotinę ranką, kuri geba „jausti“ prisilietimą visame savo ilgyje, o ne tik griebtuvo zonoje. Projektas pavadintas EmArm ir sujungia standžią mechaninę konstrukciją su lanksčia jutikline oda, o prisilietimo duomenis realiu laiku interpretuoja dirbtinis intelektas.

    Skirtingai nei dauguma įprastų robotų, kurie daugiausia remiasi kameromis ir keliais taškiniais jutikliais, EmArm jutiklinė danga veikia kaip ištisinis „odos“ sluoksnis. Tyrėjų teigimu, bendras jutiklinės odos plotas viršija 71 000 kvadratinių milimetrų, todėl kontaktas aptinkamas ne epizodiškai, o praktiškai visoje rankos trajektorijoje.

    Nuo prisilietimo iki reakcijos

    Sistema sukurta remiantis žmogaus kūno logika, kurią mokslininkai apibūdina kaip kaulų, raumenų ir odos sąveiką. Jutikliai fiksuoja kontaktą ir spaudimą, o DI apdoroja signalus, kad suprastų situaciją ir parinktų tinkamą atsaką, pavyzdžiui, pakoreguotų judesį ar pakeistų maršrutą.

    Bandymuose EmArm atskyrė skirtingus prisilietimo tipus, įskaitant glostymą, gnybimą, stumtelėjimą, kutenimą ir smūgį. Kai kelyje atsirasdavo kliūtis, ranka ją aptikdavo per kontaktą ir perskaičiuodavo judėjimą taip, kad kliūtį apeitų, o ne tęstų veiksmą aklai.

    Tyrėjai taip pat demonstravo situaciją, kai ant mechanizmo nesimetriškai padėtas krepšinio kamuolys išbalansuoja apkrovą. Robotinė ranka automatiškai koregavo padėtį, kad išlaikytų pusiausvyrą, o lytėjimo informacija padėjo įvertinti pokyčius ne vien pagal vaizdą.

    Kas svarbiausia pramonėje ir medicinoje?

    Skelbiama, kad lytėjimo jautrumas pasiekė 97,9 proc., išlaikant tikslų aktyvavimą, o tai yra esminė sąlyga saugiam darbui šalia žmogaus. Praktikoje tokie sprendimai galėtų sumažinti riziką bendradarbiaujantiems robotams gamyboje, logistikos centruose ar atliekant pagalbines užduotis medicinoje ir slaugoje.

    Technologinis pokytis reikšmingas ir dėl to, kad lytėjimas robotams leidžia patikimiau spręsti uždavinius, kuriuose vien kamera nepakanka, pavyzdžiui, esant prastam apšvietimui, uždengtiems objektams ar atliekant subtilų suėmimą. Vis dėlto HKUST pabrėžia, kad tai kol kas yra mokslinių tyrimų prototipas, o ne pilnai parengtas masinei rinkai produktas.

    „Tai nereiškia, kad robotas prisilietimą patiria kaip žmogus ar jaučia emocijas, tačiau jis gali analizuoti spaudimo raštus ir pagal juos parinkti reakciją“, – nurodė projekto autoriai, aiškindami, kad sistema imituoja refleksus, bet ne žmogaus pojūčių patirtį.

    Tyrimo rezultatai publikuoti mokslo žurnale „Nature Sensors“, kur aprašoma vadinamoji įkūnytoji DI kryptis, kai mokymosi modeliai kuriami glaudžiai siejant programinę dalį su fiziniu kūnu. Tokia kryptis pastaraisiais metais sparčiai vystoma, nes leidžia robotams geriau prisitaikyti prie nenuspėjamų realaus pasaulio sąlygų.

  • 3D spausdinimas Marse po Mėnulio misijų: mokslininkai išbandė regolitą ir mieles būstams

    3D spausdinimas Marse po Mėnulio misijų: mokslininkai išbandė regolitą ir mieles būstams

    Kol NASA „Artemis“ programa ruošiasi grąžinti žmones į Mėnulį ir kurti ilgesnio buvimo infrastruktūrą, mokslininkai jau intensyviai sprendžia kitą klausimą: kaip ateityje būtų galima statyti gyvenamuosius modulius Marse. Viena ryškesnių krypčių – 3D spausdinimas, leidžiantis konstrukcijas formuoti iš vietinių medžiagų ir taip mažinti krovinių, gabenamų iš Žemės, poreikį.

    Honkongo mokslo ir technologijų universiteto (HKUST) tyrėjai pasiūlė kompozitą, kuriame derinami trys elementai: regolitą primenantis „vietinis“ užpildas, želatina ir specialiai pritaikytos mielės. Idėja paprasta, bet ambicinga – pasitelkti Marso paviršių dengiančią uolienų ir dulkių masę kaip pagrindinę statybinę žaliavą, o biomedžiagas naudoti kaip rišiklį.

    Kas yra Marso regolitаs?

    Regolitas – tai planetos paviršių dengiantis birių dalelių sluoksnis, sudarytas iš dulkių, smėlio, akmenukų ir uolienų fragmentų. Marse jo yra praktiškai visur, todėl jis laikomas vienu realiausių kandidatu tapti „vietiniu betonu“ ateities misijoms, kai prioritetas bus ne laboratorinis prototipas, o pramoninis, pakartojamas procesas.

    HKUST komanda regolitą traktuoja kaip konstrukcijai „kūną“ suteikiantį komponentą, o norimą tvirtumą ir sukibimą siekia išgauti biologiškai aktyvia dalimi. Tyrime naudotos mielės buvo pritaikytos taip, kad gamintų lipnius baltymus, savo funkcija primenančius natūralius jūrinių moliuskų sukibimo mechanizmus, o želatina veikia kaip rišiklis ir maistinė terpė.

    3D spausdinimas šaltyje ir mažame slėgyje

    Dar vienas svarbus bandymų aspektas – energijos taupymas. Tyrėjai tikrino, ar galima išnaudoti Marso šaltį kaip natūralų „šaldymo džiovinimo“ analogą, kad formuojant struktūras nereikėtų daug energijos mineralams kaitinti ar lydyti.

    Laboratoriniuose bandymuose taikyta žema temperatūra ir sumažintas atmosferos slėgis, kad vanduo greičiau pereitų į garus sublimacijos būdu. Taip buvo formuojama lengva, porėta, tačiau kieta struktūra, kuri, tyrėjų teigimu, pagal atsparumą gniuždymui priartėja prie lengvojo betono.

    Vis dėlto iki realių statybų Marse lieka daug nežinomųjų: ar mikroorganizmai išgyventų ekstremaliose sąlygose, kaip būtų užtikrinamas stabilus žaliavų ir vandens ciklas, ir kiek komponentų vis tiek tektų atsivežti iš Žemės. Būtent logistika ir patikimumas šiuo metu laikomi vienomis didžiausių kliūčių bet kokiai ilgalaikei infrastruktūrai už planetos ribų.

    Nuo biomaterialų iki NASA bandymų

    Biologinės kilmės medžiagų naudojimas 3D gamyboje nėra visiškai naujas: panašias kryptis tiria ir Europos universitetai, kur kuriami mielių bei celiuliozės pagrindu pagaminti hidrogeliai, tinkami biologiškai suyrantiems architektūriniams komponentams. Tokios idėjos dažnai siejamos su žiedine ekonomika – principu, kai atliekos ar šalutiniai produktai paverčiami vertingomis žaliavomis.

    Tuo pat metu kosmoso sektorius plečia 3D spausdinimo taikymą dideliu mastu. NASA vysto projektus, kuriuose vertinama, kaip automatizuotos gamybos technologijos galėtų padėti kurti nuolatinę infrastruktūrą Mėnulyje ir Marse, o Žemėje jau statomi ir bandomi analoginiai buveinių moduliai, skirti įvertinti gyvenimo sąlygas, darbo režimą ir psichologinius veiksnius ilgo izoliacijos laikotarpio metu.

    Ekspertai pabrėžia, kad 3D spausdinimas kosmose nėra tik „greitesnė statyba“ – tai bandymas perkurti visą aprūpinimo logiką. Jei dalį konstrukcijų būtų įmanoma pagaminti vietoje, mažėtų skrydžių kaina, rizikos ir priklausomybė nuo tiekimo grandinių, o tai ilgainiui gali tapti vienu kertinių žingsnių, kalbant apie realistišką žmogaus buvimą Marse.